JPS60195063A - セラミツクスの製法 - Google Patents

セラミツクスの製法

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JPS60195063A
JPS60195063A JP59052031A JP5203184A JPS60195063A JP S60195063 A JPS60195063 A JP S60195063A JP 59052031 A JP59052031 A JP 59052031A JP 5203184 A JP5203184 A JP 5203184A JP S60195063 A JPS60195063 A JP S60195063A
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molded
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セラミックスの製法に関するものであり、さ
らに詳しくは、圧密のため成形体に施した弾性体被膜を
加熱除去する方法に関するものである。
窒化珪素、炭化珪素、サイアロン等のシリコンセラミッ
クス、あるいはアルミナセラミックス、ジルコニアセラ
ミックス等は、金属よりも高温−で安定で、酸化腐食や
クリープ変形を受けにくいのでエンジン部品として利用
する研究が活発に行われている。
これらエンジン部品に用いられるセラミックスを金型成
形、射出成形、鋳込み成形等で成形すると、成形体の各
部に密度の不均一部分を生じ、得られた焼結体の特性も
満足できるものではなかった。このため、前記の成形法
で得たセラミックス成形体全体をゴムで気密に被覆した
後、等方圧綿することにより、成形体の密度分布を均一
にすることが行われている。
従来、被覆したゴム被膜を成形体より除去する作業は、
通常、人手で行われていたが、タービンローター等の複
ｊ“（Ｌな形状のエンジン部品の場合には、ゴム被膜除
去中に誤って翼を破損し、製品を不良にしてしまうこと
が多かった。また、この作業は時間もかかる上、熟練者
てなｉＪればできず、量産には適していなかった。
このような問題点を）Ｗ決するために、被覆したゴム被
膜を電気炉内で焼成除去することも行われたが、ゴムが
しラミソクス体の気孔内ｊ３１（に浸透し、クランクの
発生原因となることが多かった。
本発明の目的は、」−記の欠点を解消し、セラミックス
体の破損に伴う不良をなくし、セラミックス体に被覆し
たゴム被膜等をセラミックス体に残すことなく除去する
ごとにある。
本発明は、セラミックス成形体に弾性体被膜を施して静
水圧加圧し、該加圧体を無機イ５〕末中に埋めて加熱す
ることにより３１ｉ′ｉ性体被膜を除去した後、焼成す
ることを特徴とするセラミックスの製法である。
さらに好ましくｉＪ、該加圧体をアルミナ等の無機粉末
中に埋め、１０〜１００’Ｃ／ｈの昇温速度で、３　’
ＯＯ’　Ｃ以上に加熱することにより弾性体被膜を除去
した後、焼成するセラミックスの製法である。
本発明のセラミックスの製法のさらに詳しい構成を以下
に詳細に説明する。
窒化珪素、炭化珪素、ザイアロン、アルミナ、ジルコニ
ア等のセラミックス粉末にＹ２Ｏ３，ＭｇＯ。
ＣａＯ＋　ＺｒＯ２，、Ｃｅ０２１ＳｒＯ，Ｂｅｄ、　
Ｂ、　Ｃ等の焼結助剤を加えて充分に混合し、均質な混
合物を調製する。次イで、この混合物に樹脂、ワックス
、可塑剤等のバインダーを加え混練、あるいは加熱混練
し、セラミックス原料を調製する。そして、該セラミッ
クス原料を用いて金型成形、鋳込み成形、射出成形等の
セラミックス成形の常法で成形することによりセラミッ
クス成形体を得る。次いで得られた成形体中に含まれる
樹脂、ワックスおよび、可塑剤等のバインダーを電気炉
中で加熱除去する。
この時の加熱条件は、樹脂、ワックス、可塑剤等の種類
、含有量によって異なるが、室温からゆっくり昇温し、
５００℃の温度まで１００°Ｃ／ｈ以下、好ましくは３
００°Ｃの温度まで２０°Ｃ／ｈ以下の昇温速度で行う
。
その後必要に応して仮焼を行った後、成形体の表面にス
ラリー状、あるいは溶液状の弾性体被膜をハケ塗り、浸
／１５、スプレー吹きつり等により形成する。弾性体は
、成形体の形状に沿い等方圧綿できるものであればなん
でもよく、ラテックスゴム、合成樹脂フィルム等が最適
である。
そして、成形体の表面を充分に乾燥した後、１ｔｏｎ／
ｃ＋ｄ以上の圧力でラバープレスを行う。ラバープレス
後の成形体をアルミナ等の無機粉末を入れた匣内に埋め
込む。無機粉末は、セラミックス成形体と反応せず、平
均粒径が１０〜３００μｍの４５）末が良い。特に、こ
の条件に合うアルミナが最適である。平均粒径を限定す
る理由は、３００μｍを越えると、無機粉末が加熱によ
り軟化した弾性体被膜を吸収できず、１０μｍ未満では
、吸収した弾性体被膜を分解、揮発することが極めて困
難になるためである。
その後電気炉中で加熱し、成形体表面の弾性体被膜を加
熱除去する。加熱条件は、被覆された弾性体の種類、厚
さにより異なるが、通常１０〜１００°Ｃ／ｈ、好まし
くは４０〜６０°Ｃ／１１の速度で昇温し、３００°Ｃ
以」二、好ましくは、４００〜５００°Ｃの温度で１時
間以上保持する。
昇温速度を限定する理由は、１００°Ｃ／　ｈを越える
と、成形体に急熱によるクランクが生じやすく、１０°
Ｃ／ｈ未満では、加熱時間が長くなるため、成形体表面
に被覆した弾性体が、成形体内にしみこむ恐れがあるた
めである。また、加熱温度が３００°Ｃ以下では、成形
体表面に被覆した弾性体が、完全に除去されないためで
ある。
被覆を除去した成形体は、必要に応じ加工を施した後、
目的の温度、雰囲気で焼成し、セラミックス製品とする 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例　１ 平均粒径１μｍの５ｔ３Ｎ４粉末１００重量部（以下同
じ）に対し、焼結助剤としてＳｒ０２部、ＭｇＯ３部、
ＣｅＯ，３部を添加した富圧焼結用Ｓｉ、Ｎ４混合物を
ＩＴＪ製した。この混合物の一部にＥＶＡ樹脂５％、ポ
リエチレンワックス１５重量％（以下同じ）を加えて加
熱混練し、射出成形用セラミックス原料を調製した。そ
して、焼成後の翼部の最大直径が５０ｍｍのラジアル型
タービンローターを得るように調枯された金型を用いて
、前記セラミックス原料を射出成形して翼部と軸部が一
体の成形体１を２間作製した。次いで、熱風循環式の電
気炉中で４０°Ｃから４００℃まで１５℃／ｈで加熱し
、５時間保持して脱脂した。脱脂後の成形体を観察した
ところ、脱脂クランクは全く認められなかった。
脱脂後の成形体を窒素雰囲気中で、１１００℃まで１０
０°Ｃ／ｈの昇温速度で加熱し、３０分間保持して仮焼
を行った。その後、成形体の表面にスラリー状のラテッ
クスゴムを約８０μｍの厚さにハケ塗りした後、２　ｔ
ｏｎ　／　ｃｔの圧力でラバープレスを行った。次いで
、本発明の製法と従来の製法の比較を行うために、第１
表に示すように、本発明の製法を用いる成形体をＡとし
、従来の製法を用いる成形体をＢとした。そして、第１
図に示すように、Ａの成形体は、平均粒径２ｏμｍのア
ルミナ粉末２を詰めた埋め込み用の磁器製の匣３内に、
翼部を下にして埋め込んだ。これに対し、Ｂの成形体は
、粉末中に埋め込ます、ゴム被膜で覆ったままとした。
そして、匣内に埋め込んだＡ、およびゴム被膜で覆った
ままのＢの成形体を電気炉にセットし、４５０°Ｃまで
１００’Ｃ／ｈで加熱し、５時間保持してラテックスゴ
ムを除去した。
ラテックスゴム除去後のＡ、Ｂの成形体を観察したとこ
ろ、第１表に示すように、への成形体にはラテックスゴ
ムの残存は全く認められず、クラックもなかったが、Ｂ
の成形体には、表面にラテックスゴムが炭化した“跡が
残り、クランクを生じていた。
第１表 加熱条件：昇温速度　１００℃／ｈ 加熱温度　４５０°ＣＸ５時間 その後、本発明の製法を用いたＡの成形体を窒素雰囲気
中、１７２０℃で３０分間焼成した後、旋盤加工にて精
密に仕上げてラジアル型セラミックタービンローターを
得た。
以上、述べたように本発明のセラミックスの製法は、セ
ラミックス成形体に施した弾性体被膜を無機粉末中に埋
めて加熱除去することにより、弾性体被膜除去時のセラ
ミックス体の破損に伴う不良をなくし、セラミックス体
に被覆した弾性体被膜をセラミックス体に残すことなく
除去することができ、従来のセラミックスの製法に比べ
て１．産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例を示し、ラテックスゴムを被
覆したセラミックタービンローターをアルミナ粉末中に
埋めて加熱する状態を示す断面図である。 １・・タービンローター成形体 ２・・アルミナ粉末 ３・・埋め込み用匣

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　セラミックス成形体に弾性体被膜を施して静水
    圧加圧し、該加圧体を無機粉末中に埋めて加熱すること
    により弾性体被膜を除去した後、焼成することを特徴と
    するセラミックスの製法。
  2. （２）　弾性体がラテックスゴムである特許請求の範囲
    第１項記載の製法。
  3. （３）弾性体が合成樹脂フィルムである特許請求の範囲
    第１項記載の製法。
  4. （４）無機粉末がアルミナである特許請求の範囲第１項
    記載の製法。
  5. （５）昇温速度が、１０〜１００°Ｃ／ｈの範囲で、あ
    る特許請求の範囲第１項記載の製法。
  6. （６）　加熱温度が、３００°−Ｃ以上の範囲である特
    許請求の範囲第１項記載の製法。
  7. （７）加圧体がターボチャージャーローター用加圧体で
    ある特許請求の範囲第１項記載の製法。
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